2019-2020年高考生物大一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第8讲 降低化学反应活化能的酶讲义.doc

2019-2020年高考生物大一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第8讲 降低化学反应活化能的酶讲义1.酶在代谢中的作用()2.实验：探究影响酶活性的因素学生用书P51一、酶的作用与本质1酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。2酶的概念加热能提高化学反应速度，其作用机理与酶相同吗？提示：不同。加热能提高反应物分子的能量，不能降低反应的活化能。3酶本质的探索连一连二、酶的特性1高效性：催化效率约是无机催化剂的1071013倍。2专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。3作用条件较温和：在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。酶的来源与特性活细胞内来合成，降低化能是本领，高效专一需温和，催化反应属它行。1(必修1 P80图52改编)如图中曲线、分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是()Aab段表示在无催化剂的条件下，物质A生成物质P需要的活化能B若将酶改为无机催化剂催化该反应，则a的高度将降低C若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变D若曲线为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，a的高度将降低答案：A2(必修1 P86基础题T3改编)下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是()ABC D答案：A3思维诊断(1)判断下列关于酶的作用和本质的叙述酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。()(xx启东中学期末T11D)酶都能被蛋白酶水解而失去活性。()酶在催化反应前后，其分子结构不变。()酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。()(2)判断下列有关酶的特性的叙述(xx青岛市统考T20A)在测定唾液淀粉酶活性时，将溶液pH由3提升到6的过程中，该酶的活性将不断上升。()(xx高考山东卷T4D)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温。()酶活性的变化与酶所处环境的改变无关。()用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好。()高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。()酶活性最高时的温度不适合酶的保存。()考点一探究酶的本质及作用机理学生用书P521酶的产生部位、本质、功能内容解释产生部位一般来说，活细胞都能产生酶活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)一定能产生，可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用酶的本质大多数是蛋白质，少数是RNA合成原料：氨基酸或核糖核苷酸酶的功能催化反应前后酶量和化学性质不变种类按存在部位分胞内酶：合成后在细胞内起作用，如有氧呼吸酶胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶按功能分水解酶：在物质水解时起催化作用合成酶：在物质合成时起催化作用2.酶的作用机理酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下：(1)图中ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。(2)若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。 某生物学家用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。据所给信息结合所学知识分析回答以下问题：(1)核糖体由_构成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，剩余的物质是_。(2)题中信息可推知核糖体中能催化该反应的物质是_，而不是蛋白酶。(3)蛋白酶是由活细胞合成的具有催化作用的有机物，用_试剂进行检测可以呈现紫色反应。(4)在一定温度范围内，温度降低，酶活性降低，而酶促反应的活化能_(会或不会)降低。答案(1)蛋白质和RNARNA(2)RNA(3)双缩脲(4)不会1酶的催化作用实验探究对照组：反应物清水反应物不被分解；实验组：反应物等量的相应酶溶液反应物被分解。2用“试剂检测法”鉴定酶的本质(1)实验原理和方法(2)设计方案项目实验组对照组材料待测酶溶液已知蛋白液(等量)试剂分别加入等量的双缩脲试剂现象是否呈现紫色呈现紫色结论呈现紫色说明该酶为蛋白质类，否则该酶不属于蛋白质类同理，也可利用吡罗红能使RNA呈红色来设计实验验证酶是RNA。1关于酶的叙述，错误的是()A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物解析：选B。无论细胞分化到什么程度，某些基本的物质和能量代谢是所有细胞共有的，如DNA的转录、翻译等，这些反应中涉及的酶就是分化程度不同的细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)中所共有的酶，如RNA聚合酶等，故A项正确。酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速度降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，是一种可逆的过程，故B项错误。酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，提高了反应速度，故C项正确。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关蛋白酶分解，故D项正确。2(xx高考海南卷，15,2分)关于人体内激素和酶的叙述，错误的是()A激素的化学本质都是蛋白质B酶可以降低化学反应的活化能C高效性是酶的重要特性之一D激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢解析：选A。本题考查激素和酶的相关知识。激素的化学本质并非都是蛋白质，如性激素为固醇类，A错误；酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，B正确；酶具有高效性、专一性等重要特性，C正确；激素具有调节作用，激素与靶细胞结合后，可以调节靶细胞的代谢，D正确。酶与动物激素的比较项目酶动物激素来源及作用场所活细胞产生；细胞内或细胞外专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用化学本质多数是蛋白质，少数是RNA固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等生理功能催化作用调节作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 考点二以曲线图为载体，考查酶的特性及相应曲线模式图的分析学生用书P531高效性(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。2专一性(1)物理模型图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。(2)曲线模型加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A可催化该反应，即酶具有专一性。3酶的作用需要适宜的温度和pH在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。4底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量限制，酶促反应速率不再增加。(2)图乙：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 用某种酶进行有关实验的结果如图所示。请回答以下问题：(1)由图1可知加入某种酶后，蔗糖不分解，而麦芽糖被分解。该实验结果说明酶具有_。(2)由图2可知该酶最适pH为_，则说明该酶_(一定，不一定)不是胃蛋白酶。(3)图3说明该酶的最适温度_(确定、不确定)。20 、30 和40 三种温度条件中，_温度条件下该反应速率最快。(4)由图4实验结果可知_是该酶的激活剂。该实验的自变量为_。答案(1)专一性(2)7一定(3)不确定30 (4)Cl不同种类的离子和底物浓度1与酶活性相关的问题分析(1)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。(3)分析与酶有关的曲线时首先要弄清横坐标、纵坐标表示的意义，其次再分析影响该曲线的因素有几个，一般情况下，曲线未达到饱和时，影响因素是横坐标的因素，达到饱和稳定状态后，限制因素是除横坐标因素之外的其他因素。2多种因素对酶促反应的影响(1)分析图甲可知：反应溶液中温度变化不影响酶的最适pH。(2)分析图乙可知：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶的最适温度。以模式图、曲线图形式考查酶的特性1(xx湖南株洲月考)在3根试管中均加入等量的5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的二氧化锰、鲜猪肝研磨液、唾液，一段时间内测得底物含量变化如图。则对图的表述正确的是()曲线B表示二氧化锰的催化作用，A与B的对照反映了无机催化剂的专一性特点曲线C表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，A与C对照反映了酶的专一性特点曲线C与B的对照可以说明酶的高效性曲线A不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物ABC D解析：选D。A为唾液的催化作用，B为二氧化锰的催化作用，A与B的对照不能反映无机催化剂的专一性特点，错误；A为唾液的催化作用，C为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，唾液中的唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，A与C对照反映了酶的专一性特点，正确；B为二氧化锰的催化作用，C为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，与无机催化剂相比，酶具有高效性，正确；A为唾液中的唾液淀粉酶的催化作用，由于唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物，底物的量没有减少，正确。2.(xx江西吉安期中)为了研究温度对酶活性的影响，某同学在试管中加入了某反应底物和相对应的酶，环境及其试管中物质的温度都保持在10 ，利用右图所示装置对试管进行缓慢加热，使温度缓慢上升。根据此实验该同学画出了下面四个曲线图，其中错误的是()解析：选C。在实验过程中随着温度的升高，酶的活性先升高再下降，最后活性丧失，反应速率与酶活性的变化基本相同。生成物的积累量会逐渐增加，当酶失活时达到最大值；反应底物的剩余量则会逐渐减少，当酶失活时达到最小值。酶特性的实验验证3(xx北京海淀区第二次练习)为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是()组别酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反应物蛋白质淀粉蛋白质淀粉麦芽糖A.和对比，用双缩脲试剂检测B和对比，用碘液检测C和对比，用斐林试剂检测D和对比，用斐林试剂检测解析：选B。由于蛋白酶本身是蛋白质，遇双缩脲试剂呈现紫色，不能断定蛋白质是否被分解，A错误；淀粉酶能催化淀粉的水解，蛋白酶不能催化淀粉的水解，用碘液检测，颜色反应不同，B正确；淀粉是非还原糖，在淀粉酶的作用下分解生成还原糖，麦芽糖是还原糖，用斐林试剂不能判断麦芽糖是否分解，C错误；斐林试剂不能判断蛋白质是否分解，D错误。4(xx山东泰安市期末)为验证酶的高效性，进行如图所示的实验，以下描述正确的是()A加氯化铁的试管必须加热处理B两试管加入催化剂的分子数相同C两试管加入过氧化氢量不同D反应完成后，两试管中产物数量相同解析：选D。实验中应遵循单一变量原则，若对加氯化铁的试管进行加热处理，则实验存在两个自变量。两试管中，应加入等质量的催化剂，故加入无机催化剂氯化铁的分子数远多于加入生物催化剂过氧化氢酶的分子数。两试管中的过氧化氢量属于无关变量，应保持相同。两试管中的过氧化氢量相同，反应完成后，两试管中产物数量相同。1酶的专一性实验方案设计(1)方案一：用同一种酶催化两种不同的底物(2)方案二：用两种不同的酶催化同一种底物 以上两种实验方案都用斐林试剂鉴定。2酶的高效性实验方案设计(1)实验设计思路(2)实验中的单一变量：催化剂种类。 考点三探究影响酶活性的因素学生用书P541温度对酶活性的影响(1)原理解读温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验设计思路(3)实验设计程序淀粉淀粉酶 各自在所控制的温度下处理一段时间淀粉与相应温度的淀粉酶混合在各自所控制的温度下保温一段时间滴加碘液，观察颜色变化(4)注意事项本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。在温度对酶活性的影响实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到5065 ，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。2pH对酶活性的影响(1)原理解读H2O2H2OO2。pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。(2)实验设计O2的产生速率3注意事项(1)在探究酶活性的最适温度时，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。(2)在探究酶活性的最适pH时，需先将酶置于不同环境条件下，然后再加入反应物，如可溶性淀粉液，切记不能在加入酶后，先加入反应物，再加入盐酸或氢氧化钠。 下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。据此回答下列问题：探究温度对酶活性影响的实验(实验一)实验步骤分组甲组乙组丙组淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL可溶性淀粉溶液5 mL5 mL5 mL控制温度0 60 90 将新鲜淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温测定单位时间内淀粉的_注：淀粉酶的最适温度是60 。探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验(实验二)组别A组B组C组D组E组pH56789H2O2溶液完全分解所需时间(秒)30018090192284(1)pH在实验一中属于_变量，而在实验二中属于_变量。(2)实验一中的对照组为_组。(3)实验一的步骤为错误操作，正确的操作应该是_。第步最好选用_(试剂)测定单位时间内_。(4)如将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？_，为什么？_。(5)分析实验二的结果，可得到的结论是：_；在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为_之间设置梯度。(6)该组同学还做了反应速率与底物浓度关系的实验。如图坐标中已根据实验二结果画出D组中底物浓度与反应速率的曲线，请你在该坐标图中画出C组中底物浓度与反应速率的曲线。解析(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量；而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH，自变量是pH。(2)探究温度对酶活性影响的实验中，已知60 是淀粉酶作用的最适温度。因此乙组的实验结果是另外两组的参照，故为对照组。(3)探究温度对酶活性影响的实验中，应该先使酶和底物分别达到预设温度，然后再将底物和酶混合进行反应，否则会影响实验结果的准确性。因此，实验一的步骤为错误操作。淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的第步最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量，单位时间内淀粉的剩余量越多，说明酶活性越低。不用斐林试剂测定单位时间内生成物的量，因为斐林试剂需加热才能与还原糖发生显色反应，而加热会影响自变量温度，进而影响实验结果。(4)温度会直接影响H2O2的分解，因此实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。(5)由实验二的结果可知：在pH为57的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性升高，在pH为79的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性降低。在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为68之间设置梯度。(6)C组中酶活性比D组中酶活性高，据此可画出C组中底物浓度与反应速率的曲线。答案(1)无关自(2)乙(3)使新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合(其他合理答案也可)碘液淀粉的剩余量(4)不科学因为温度会直接影响H2O2的分解(5)该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低(或在pH为57的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性升高，在pH为79的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性降低)68(6)环境因素对酶活性影响的实验设计策略(1)设计思路：采取对比的手段，将待探究的环境因素施加到实验组上，将其与对照组比较，观察酶促反应速率的变化，就可确定该环境因素对酶活性的影响。(2)设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物和等量的同种酶试剂待测的自变量蒸馏水或其他无关变量现象反应速率快或慢正常的反应速率结论反应速率快对酶活性有促进作用；反应速率慢对酶活性有抑制作用；反应速率没有变化无影响(3)设置实验步骤时，应注意根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组。根据实验材料，结合实验原理，确定实验现象的观测手段。除单一变量外，确保其他实验条件相同且适宜。合理确定操作程序，确保程序合理、表达准确。以探究设计与评价的形式，考查影响酶活性的因素1下表为某同学探究影响酶活性因素的一组实验，该实验不能说明的是()甲乙丙1质量分数为2%的蔗糖溶液2 mL质量分数为2%的蔗糖溶液2 mL质量分数为2%的蔗糖溶液2 mL2蒸馏水1 mL酵母提取液1 mL稀释唾液1 mL337 恒温水浴，保温10 min4斐林试剂1 mL55065 温水中加热2 min结果蓝色砖红色蓝色A.酵母提取液含有蔗糖酶B酶具有专一性C蔗糖不是还原糖 D高温使酶失活解析：选D。蔗糖在有关酶的作用下分解生成还原糖，还原糖与斐林试剂在水浴加热的情况下，能生成砖红色沉淀。根据乙组的实验结果可知，酵母提取液含有蔗糖酶，A正确；乙组酵母提取液含有蔗糖酶，丙组稀释的唾液中含有淀粉酶，乙组和丙组的实验结果不同，能说明酶具有专一性，B正确；根据甲组的实验结果可知蔗糖不是还原糖，C正确；实验在37 恒温水浴中保温10 min，蔗糖已充分反应，5065 是斐林试剂鉴定还原糖的条件，因此不能得出高温使酶失活的结论，D错误。2(课标卷经典真题)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉溶液1 mL，摇匀。各试管中分别加入适宜浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。将5支试管放入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。(2)_。解析：本题探究的是pH对酶活性的影响，因此pH是自变量，酶活性是因变量，温度是无关变量，但温度必须适宜，人唾液淀粉酶的最适温度为37 左右，70 时会导致酶失活。斐林试剂由甲液NaOH和乙液CuSO4等量混合而成，且使用时必须加热，如不加热，则任何一组都不会发生颜色反应。答案：(1)中70 应改为37 。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 左右(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在5065 水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖发生颜色反应。以拓展实验的形式考查影响酶活性的因素3(xx安徽模拟)下表是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计及结果：试管纤维素悬液(mL)222纤维素酶液(mL)111反应温度()304050斐林试剂(mL)222砖红色深浅注：“”的多少代表颜色深浅。根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是()A该实验的自变量为温度B该实验检测的因变量是还原糖的生成量C纤维素被水解成了还原糖D该纤维素酶的最适温度为40 解析：选D。由表格数据可以看出，温度设置只有3个不同温度，无法判断该纤维素酶的最适温度。4(xx皖北十二校联考)低温迫使植物细胞产生大量对细胞有害的过氧化产物，如脂质过氧化产物(MDA)。超氧化物歧化酶(SOD)能够消除过氧化产物，从而增强植物的抗冷性。研究人员进行了“水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响”的实验研究，实验步骤及结果如表所示。请回答下列问题：组别处理培养温度SOD活性U/(gmin)125 的蒸馏水浇灌25 7.329.435 的0.5 mmol/L水杨酸浇灌5 10.345 的1.0 mmol/L水杨酸浇灌5 11.655 的1.5 mmol/L水杨酸浇灌5 13.665 的2.0 mmol/L水杨酸浇灌5 8.575 的2.5 mmol/L水杨酸浇灌5 7.985 的3.0 mmol/L水杨酸浇灌5 6.5(1)表中是_，是_。实验设计时每组取50株水稻幼苗，而不是1株，目的是_。(2)本实验需要控制的无关变量有_(至少写两点)。(3)组别1和2对照可得结论是_。组别28可得到的结论是_。在5 条件下，2.0 mmol/L的水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响是_(填“增强”或“减弱”)。(4)请根据5 条件下的实验结果完成水杨酸浓度与SOD活性关系的坐标折线图。解析：(1)2组与38组之间应形成对照，根据单因子变量原则，表中应为5 的蒸馏水浇灌、是5 。实验对象多可避免偶然性，使实验结果更准确。(2)除自变量以外，对实验结果有影响的变量均为无关变量，比如蒸馏水和水杨酸的浇灌量、培养时间、幼苗发育情况等。(3)组别1与2之间的变量为温度，且低温时SOD活性较大，说明环境温度降低时，水稻幼苗自身可增强抗冷性。分析28组SOD活性可知，在一定范围内随着水杨酸溶液浓度的增加，水稻的抗冷性增强，当水杨酸浓度增加到一定浓度时，水稻的抗冷性开始减弱。与2组比较可知，在5 条件下，2.0 mmol/L的水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响是减弱。答案：(1)5 的蒸馏水浇灌5 避免偶然性，减少误差，使实验结果更准确(2)蒸馏水和水杨酸的浇灌量、光照强度、培养时间、幼苗的发育情况等(3)环境温度降低时，水稻幼苗自身可增强抗冷性在一定范围内随水杨酸溶液浓度的增加，水稻幼苗的抗冷性增强；当水杨酸溶液浓度增加到一定程度时，水稻幼苗的抗冷性开始减弱(或水杨酸对水稻幼苗的抗冷性的影响具有两重性、浓度为1.5 mmol/L左右的水杨酸溶液增强水稻幼苗抗冷性的效果最好)减弱(4)如图学生用书P57核心体系构建填充蛋白质RNA专一性高效性作用条件较温和降低活化能规范答题必备1酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。2酶的作用及作用机理(1)作用：催化作用。(2)作用机理：降低化学反应的活化能。3酶的3个特性(1)高效性。(2)专一性。(3)作用条件较温和。学生用书P571(xx高考海南卷)关于生物体产生的酶的叙述，错误的是()A酶的化学本质是蛋白质或RNAB脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁解析：选D。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，A正确；脲酶能够将尿素分解成氨和CO2，B正确；蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类，C正确；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，纤维素酶不能降解细菌细胞壁，D错误。2(xx高考福建卷)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是()A蛋白酶BRNA聚合酶CRNA D逆转录酶解析：选C。A项，蛋白酶在蛋白质水解成多肽的过程中起催化作用。B项，RNA聚合酶在转录的过程中起催化作用。C项，自然界中的酶大多数是蛋白质，少数是RNA。核糖体是由RNA和蛋白质组成的，用蛋白酶将其蛋白质除去后，处理后的核糖体仍可催化氨基酸发生脱水缩合反应，说明起催化作用的成分是RNA。D项，逆转录酶在逆转录(或反转录)过程中起催化作用。3(xx安徽六校联考)如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不正确的是()A酶的形状在催化过程中会发生改变B底物与酶特定部位的结合具有专一性C此图可表示1分子蔗糖经酶催化后产生2分子葡萄糖的过程D图示过程能够保证酶保持较高的催化活性解析：选C。1分子蔗糖经酶催化后产生1分子葡萄糖和1分子果糖，C错误。4啤酒生产时，麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽的过程中需降低其活性。如图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线。下列叙述错误的是()APPO能催化多酚类物质的生化反应B相同温度时，相同时间内pH为7.8的环境下酶促反应产物比pH为8.4时的少C在制备麦芽的过程中应将反应条件控制在温度80 、pH 8.4D高于90 ，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度越高变性越快解析：选C。本题考查与酶特性有关的曲线分析。PPO为多酚氧化酶，根据酶的专一性，可推知PPO能催化多酚类物质的生化反应。根据图示，在相同温度下，pH为8.4的条件下PPO活性最高，故pH为7.8的环境下，相同时间内酶促反应产物比pH为8.4时的少。由于麦芽中PPO的催化作用会降低啤酒质量，故制备麦芽的过程中PPO活性越低越好。若PPO发生热变性，则在高于90 时，一定温度范围内，随着温度的升高PPO变性越来越快。5(xx江西临川一中月考)下列有关酶的实验设计思路，正确的是()A利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响C利用过氧化氢、鲜肝匀浆和二氧化锰溶液研究酶的高效性D利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响解析：选C。A项中验证酶的专一性实验只能选择斐林试剂作为鉴定试剂，而不能用碘液，A错误；过氧化氢随温度的升高分解速度加快，故不能利用过氧化氢来探究温度对酶活性的影响，B错误；鲜肝匀浆含有过氧化氢酶，过氧化氢在不同的催化剂作用下分解的速率不同，C正确；胃蛋白酶的最适pH为1.5，因此所设置的pH应有一个低于最适pH、一个高于最适pH和一个最适pH的，D错误。6(xx高考重庆卷)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：分组步骤红粒管白粒管对照管加样0.5 mL提取液0.5 mL提取液C加缓冲液(mL)111加淀粉溶液(mL)11137 保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色显色结果注：“”数目越多表示蓝色越深。步骤中加入的C是_，步骤中加缓冲液的目的是_。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是_；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越_。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应_。(2)小麦淀粉酶包括淀粉酶和淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：X处理的作用是使_。若中两管显色结果无明显差异，且中的显色结果为红粒管颜色显著_白粒管(填“深于”或“浅于”)，则表明淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。解析：(1)本实验的自变量是小麦种子的提取液(去淀粉)，即提取液中酶的活性。步骤对照管中可加入等量(0.5 mL)的蒸馏水作为空白对照。步骤中加缓冲液的目的是控制pH，以保证酶的活性。显色结果表明，淀粉酶活性越高，则蓝色越浅；反之，则蓝色越深，即红粒小麦的淀粉酶活性较低，其穗发芽率也较低。若步骤中淀粉溶液(反应底物)浓度适当减小，要使显色结果不变，保温时间应缩短，以缩短反应时间。(2)本实验要探究两种淀粉酶活性对穗发芽率的影响，则自变量为淀粉酶的种类，因变量仍为显色结果。相对于实验中使淀粉酶失活(保留淀粉酶活性)(作为对照)，实验也应使淀粉酶失活(保留淀粉酶活性)。若实验(淀粉酶失活)中两管显色结果无明显差异，且实验(淀粉酶失活)中显色结果为红粒管颜色显著深于白粒管，则可以说明淀粉酶活性对显色结果造成了影响，即淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因。答案：(1)0.5 mL蒸馏水控制pH红粒小麦低缩短(2)淀粉酶失活深于基础题1下列关于酶的说法，正确的是()A都是由氨基酸组成的B最适温度都是37 C只在活细胞内发挥作用D都能降低化学反应的活化能解析：选D。多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，因此构成酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；不是所有酶的最适温度都是37 ，一般来说，人体内酶的最适温度是37 ，植物体内的酶最适温度在4050 之间，B错误；酶可以在细胞内、外发挥作用，C错误；酶的催化机理是降低化学反应的活化能，D正确。2某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到下图结果。下列分析不正确的是()AMn2降低了反应过程所必需的活化能BCo2或Mg2可能导致酶结构的改变使其活性降低C不同离子对酶的活性有提高或降低作用D该水解酶的用量是实验的无关变量解析：选A。从图中可以看出，Mn2只是提高了某水解酶活性，但并不能降低反应过程所必需的活化能；Co2或Mg2可能导致酶结构的改变使某水解酶活性降低；从图中可以看出，有的离子可以提高酶的活性，有的离子可以降低酶的活性；不同金属离子是实验的自变量，该水解酶的活性是实验的因变量，该水解酶的用量是实验的无关变量。3如下图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是()A若有大量气体产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度加快C一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量解析：选C。气体量不再增加可能是H2O2被完全分解了。4如图是人体内某种酶的活性曲线，这种酶可能催化下列哪一项化学反应()A葡萄糖合成糖原B氨基酸合成蛋白质C蛋白质分解成多肽D葡萄糖分解成二氧化碳和水答案：C5酶作为一种生命活动的催化剂，在生物的新陈代谢、物质合成、能量转化以及降解等各种反应中都起着重要作用，以下4种酶的作用对象或物质分别是()蛋白酶RNA聚合酶肽酶解旋酶A脂肪酶、磷酸二酯键、肽键、氢键B淀粉酶、氢键、肽键、氢键C蛋白质、磷酸二酯键、氢键、氢键D蛋白质、磷酸二酯键、肽键、磷酸基团解析：选A。蛋白酶能催化蛋白质分解。RNA聚合酶用于DNA转录生成RNA的过程中，形成磷酸二酯键。肽酶催化多肽中肽键的断裂。解旋酶用于DNA分子复制过程中氢键的断裂。6如图表示某种酶催化某二糖的水解过程。据图分析下列说法正确的是()A该过程可以表示麦芽糖的水解B反应前后酶的化学性质没有发生改变C该酶也可以催化其他二糖的水解D该反应过程中的酶只能利用一次解析：选B。由图可知，该二糖由两种不同的单糖构成，可能是蔗糖或乳糖。反应前后酶的化学性质没有发生改变，该酶可以重复利用。酶具有专一性，该酶不能催化其他二糖的水解。7下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，ad代表试管，代表实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误的是()abcd淀粉溶液2 mL蔗糖溶液2 mL唾液淀粉酶溶液2 mL唾液淀粉酶溶液2 mL5065 温水中水浴加热10 min将c倒入a，将d倒入b5065 温水中水浴加热10 min加入现配的斐林试剂溶液2 mL37 恒温水浴观察并记录颜色变化A.淀粉酶的用量属于自变量B和会影响酶的活性C和的温度设置错误D和的顺序有误解析：选A。从表格中的操作方法可以看出，唾液淀粉酶的作用底物才是自变量。该实验的温度控制错误。四组试管应温度相等，酶加到底物后要保持恒温，无需加热，即步骤错误。其实验步骤应为。8.(xx吉林大学附中一模)右图表示在最适温度和pH条件下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。结合影响酶催化反应速率的因素分析，下列有关说法正确的是()A若在A点提高反应温度，反应速率会加快B若在B点增加酶的浓度，反应速率不会加快C若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快D反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素解析：选D。由于该图是在最适温度下绘制的，因此改变温度会使酶活性降低，反应速率变慢，A错误；B点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快，说明反应物浓度不是限制因素，可能受酶浓度的限制，因此当在B点及以后提高酶的浓度，反应速率加快，提高反应物浓度，反应速率不会变化，B、C错误；从曲线图可知，A点后B点前，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，说明此时的主要限制因素是反应物浓度，D正确。9(xx广西桂林中学质检)某生物兴趣小组要设计实验验证酶的专一性。请根据题意回答问题：备选实验材料和用具：蛋白质块，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸馏水，双缩脲试剂，试管若干，恒温水浴锅，时钟等。(1)该实验的自变量是_。(2)实验步骤：取两支洁净的相同试管，编号为甲、乙。取5 mL牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中，再取牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中。将两支试管置于恒温水浴锅中，保温(37 )5分钟。分别加入等体积等质量的蛋白质块，其他条件相同且适宜。一段时间后，分别加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。上述实验步骤中，有两处明显错误，请找出这两处错误并更正。_。_。(3)如果想验证过氧化氢酶具有高效性的特点，应该用过氧化氢酶和_对_进行催化效率比较。解析：(1)探究酶的专一性，需要设计对照实验，其实验变量是酶的有无及种类或者是底物种类。(2)实验步骤中加入到乙试管中的牛胰淀粉酶溶液没有注明用量，不符合单一变量原则，两支试管中都有蛋白质类酶，遇双缩脲试剂呈紫色，因而两支试管都有紫色，不能用双缩脲试剂检测。(3)验证过氧化氢酶具有高效性的特点，应该用过氧化氢酶和Fe3对H2O2进行催化效率比较。答案：(1)酶的有无及种类(或酶的有无及底物种类)(2)不符合单一变量原则(或不符合等量原则)，应取5 mL牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中不能用双缩脲试剂检测，应直接观察蛋白质块体积的大小(3)Fe3H2O2提升题10美国加州大学教授卢云峰做出一个纳米级小笼子，可把分解酒精的酶(化学本质不是RNA)装入其中，有了这身“防护服”，酶就不怕被消化液分解，可安心分解酒精分子。下列推测合理的是()A该成果中分解酒精的酶位于细胞质基质中B该酶进入人体后能分解体内无氧呼吸的产物C纳米级小笼子可通过主动运输的方式被吸收进入血液D“防护服”的主要功能是阻碍消化道内蛋白酶的作用解析：选D。该成果中分解酒精的酶位于纳米级小笼子中，随着食物进入消化道分解酒精，A错误；该酶进入人体后能分解人体喝入的酒精，但是人体内无氧呼吸的产物乳酸不能被其分解，B错误；纳米级小笼子不进入血液，直接进入消化道分解喝入的酒精，C错误；纳米级小笼子可以防止消化道内蛋白酶将分解酒精的酶水解，D正确。11(xx徐州模拟)细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述正确的是()A酶1与产物B结合后失活，说明酶的功能由其氨基酸序列决定B酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列C酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性D酶1与产物B的相互作用不能防止细胞产生过多的产物A解析：选B。酶的功能由其空间结构决定，其变构位点与活性位点均取决于酶的空间结构；酶1有两种底物且能与产物B结合，不能说明酶没有专一性；从图中可知，酶1的活性与产物B的浓度有关，当产物B浓度高时，酶1无活性，因此酶1与产物B的相互作用能防止细胞内产生过多的产物A。12(xx银川一中月考)酶促反应在细胞中往往不是独立发生的，酶促反应的序列性使得不同的酶促反应彼此按一定顺序相互联系，如图为嘧啶核苷酸的合成过程图，请分析下列有关酶的论述，不正确的是()A若控制图中某种酶的基因发生基因突变，则一定无法合成嘧啶核苷酸B若嘧啶核苷酸的数量过多，则“？”代表抑制酶1的活性C天冬氨酸和嘧啶核苷酸均可以与酶1结合，但效果不同D酶15可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用解析：选A。当控制题图中某种酶的基因发生了基因突变时，该基因控制的性状不一定改变，故突变后的基因可能仍能够合成相应的酶；为了防止嘧啶核苷酸数量过多，“？”代表的是抑制酶1的活性；酶1与天冬氨酸结合催化天冬氨酸合成中间体A，嘧啶核苷酸与酶1结合抑制酶1的活性；只要提供适宜的条件，就能使酶发挥作用，因此酶促反应的场所可以是细胞内，也可以是细胞外。13研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是()A底物浓度可影响酶促反应速率B若反应温度不断升高，则A点持续上移CP对该酶的活性有抑制作用D曲线所代表的反应比曲线所代表的反应先达到反应平衡解析：选B。由图可知，底物浓度在一定范围内，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快；酶促反应都有适宜的温度，超过这一温度时，酶的活性会降低，酶促反应速率下降，A点不会持续上移；与仅有酶的曲线相比，加入化合物P后酶促反应速率降低，说明P对该酶的活性有抑制作用；从坐标图可以看出，曲线条件下比曲线条件下反应速率高，故达到反应平衡所需的时间要短。14(xx贵阳监测)实验室中提供了新取的唾液(含唾液淀粉酶)、新鲜的肝脏研磨液、可溶性淀粉溶液、H2O2溶液、碘液及实验所需的全部仪器、工具等(溶液浓度符合要求)。某研究性学习小组设计以下实验方案探究温度对酶活性的影响。据此回答下列问题：步骤组别甲乙丙A试管B试管C试管D试管E试管F试管1.加入底物5 mL5 mL5 mL2.加入酶液5滴5滴5滴3.在一定温度的温水中水浴5分钟9 9 ？65 65 4.将_？_，继续在相应温度下水浴保温5分钟5分钟5分钟5.检测？注：“”表示该步不处理。(1)步骤1应选择_(填“H2O2溶液”或“淀粉溶液”)作为反应底物。(2)步骤2加入的是含_酶的溶液；步骤3乙组C、D两试管的水浴温度应控制在_。(3)请完善步骤4的操作：_。(4)步骤5应选用_(填“碘液”或“带火星的木条”)进行检测。解析：(1)本实验自变量是温度，而温度会影响过氧化氢的分解，所以，步骤1中的底物应选择淀粉溶液。(2)步骤2应加入的是含唾液淀粉酶的溶液。甲组的温度为9 ，温度较低，丙组的温度为65 ，温度较高，所以乙组温度应设置为唾液淀粉酶的最适温度，即在3540 范围内。(3)在每组的两支试管中分别加入底物和酶溶液保温一段时间后，应将每组两支试管中的溶液混合，然后在对应温度下保温。(4)因所用底物为淀粉，而淀粉遇碘会变蓝，所以，检测时应加入碘液。答案：(1)淀粉溶液(2)(唾液)淀粉3540(3)每组的两支试管的溶液混合(4)碘液